PCB設(shè)計(jì)誤區(qū):電源是否必須從濾波電容進(jìn)入芯片管腳(2)
發(fā)布時(shí)間:2015-01-26 來(lái)源:吳均 一博科技 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】從過(guò)濾水的流程來(lái)看電源濾波的指導(dǎo)思想,以及引出電源供電網(wǎng)絡(luò)軌道PDN。本節(jié)沒(méi)有列出新的設(shè)計(jì)誤區(qū),還是在討論電源是不是必須從濾波電容進(jìn)入芯片管腳的問(wèn)題,篇幅關(guān)系,先講一講濾波電容的作用。
承前:電容的布局布線(xiàn)討論之從儲(chǔ)能角度解釋電源不是必須從濾波電容進(jìn)入芯片管腳
本節(jié):從過(guò)濾水的流程來(lái)看電源濾波的指導(dǎo)思想,以及引出電源供電網(wǎng)絡(luò)軌道PDN。本節(jié)沒(méi)有列出新的設(shè)計(jì)誤區(qū),還是在討論電源是不是必須從濾波電容進(jìn)入芯片管腳的問(wèn)題,篇幅關(guān)系,先講一講濾波電容的作用。
啟后:從PDN的角度,看看濾波電容在電源噪聲濾除時(shí)起到什么作用,同時(shí)討論下電容的特性,諧振頻率,安裝電感等。
無(wú)所不能的“水”又要在高速先生的故事里面登場(chǎng)了。家里領(lǐng)導(dǎo)幾次提出要買(mǎi)更好的濾水器,領(lǐng)導(dǎo)有令,當(dāng)然得堅(jiān)決執(zhí)行。不過(guò)作為新時(shí)代的理工男,前面也提到,“經(jīng)歷了社會(huì)鍛煉的我們,其實(shí)是在社會(huì)上讀更大的MBA,我們必須學(xué)會(huì)問(wèn):為什么……”工作中養(yǎng)成的習(xí)慣根深蒂固哈。
為什么要過(guò)濾水,理工男找到答案,水里有雜質(zhì):
1 余氯。就是漂白粉啦,去除常用的技術(shù)就是活性炭。
2 部分有機(jī)物,這個(gè)靠活性炭和超濾都能去除。
3 細(xì)菌超標(biāo)
4 其他雜物,比如鐵銹等。管道老化,沒(méi)辦法。
5 重金屬。
6 農(nóng)藥啊,化工污染物啊。
怎么過(guò)濾:
1 不銹鋼濾網(wǎng)的前置凈水器
2 活性炭
3 超濾膜
4 RO膜
最好的RO膜過(guò)濾方法,需要經(jīng)過(guò)5級(jí)過(guò)濾。
怎么保證過(guò)濾效果是好的,測(cè)試,還是測(cè)試…… 這個(gè)過(guò)濾水,和電源濾波真的是好像呀。
于是買(mǎi)了最高級(jí)別的測(cè)試筆,叫TDS測(cè)試筆,還附帶了測(cè)試溶液和試紙。回家興沖沖開(kāi)始測(cè)試。
直接從水龍頭出來(lái)的水,度數(shù)59,對(duì)比標(biāo)準(zhǔn),深圳的水質(zhì)還不錯(cuò)哈
之前家里裝了濾水機(jī),平常喝的水都是從濾水機(jī)出來(lái)的,測(cè)試過(guò)濾之后的水,讀數(shù)是70,比不過(guò)濾還差(我們加了濾波電容,也會(huì)讓電源噪聲更大嗎?)
測(cè)試也要校準(zhǔn)哈,取一瓶怡寶的純凈水(不是礦泉水哦),測(cè)試,讀數(shù)為0,怡寶的產(chǎn)品還不錯(cuò)嘛!
更多測(cè)試,包括測(cè)試溶液和試紙測(cè)試,就不贅述了,再說(shuō)就真變成測(cè)試水了。
回到我們電源設(shè)計(jì):
我們老是擔(dān)心電源不干凈,噪聲大,實(shí)際上按照正常設(shè)計(jì)要求做好的電源設(shè)計(jì),一般問(wèn)題不會(huì)太大。(符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的大城市供水,其實(shí)水質(zhì)問(wèn)題沒(méi)有那么嚴(yán)重?。?/div>
別老是擔(dān)心,最重要的是測(cè)試,拿測(cè)試結(jié)果說(shuō)話(huà)?,F(xiàn)實(shí)中的表現(xiàn)會(huì)呈現(xiàn)多樣性,什么誤碼、時(shí)序等等,可能都和電源相關(guān),測(cè)試一下,就可以排除憂(yōu)患。(水質(zhì)的表現(xiàn)也很多:燒水有水垢;過(guò)濾后的水喝起來(lái)甜;過(guò)濾后的水,種豆芽都是甜的……測(cè)試一下,就知道問(wèn)題所在了)
測(cè)試一定要校準(zhǔn),不準(zhǔn)確的測(cè)試一定會(huì)誤導(dǎo)判斷,測(cè)準(zhǔn)要有好的工具(儀器),要按步驟操作,要有校準(zhǔn)件……
過(guò)濾不見(jiàn)得都有好的作用,會(huì)帶來(lái)二次污染,濾波電容之間會(huì)形成反諧振點(diǎn),用的不好,也可能會(huì)增大噪聲。
前面說(shuō)了,RO膜純水機(jī),需要經(jīng)過(guò)5級(jí)過(guò)濾
第一級(jí)過(guò)濾:5μm PPF濾芯,俗稱(chēng)粗濾或者PP棉,過(guò)濾精度:5微米
第二級(jí)過(guò)濾:優(yōu)質(zhì)顆粒活性碳濾芯,俗稱(chēng)UDF/GAC
第三級(jí)過(guò)濾:1um PPF/PP棉濾芯 (PPF)
第四級(jí)過(guò)濾:孔徑為0.0001微米的逆滲透膜
第五級(jí)過(guò)濾:后置抑菌活性碳濾芯
我們的電源設(shè)計(jì),PDN也是經(jīng)過(guò)多級(jí)過(guò)濾的,我們經(jīng)常能看到下面的圖:
這是一個(gè)典型的電源供電網(wǎng)絡(luò),
首先是電源供電的源頭,VRM部分,從PDN角度,可以濾除幾十K到幾百K以?xún)?nèi)的電源噪聲。
然后是Bulk電容,從PDN角度,可以濾除幾百K到幾M以?xún)?nèi)的電源噪聲。
板級(jí)濾波電容,從PDN角度,負(fù)責(zé)幾M到100M以?xún)?nèi)的電源噪聲。
電源、地平板電容,濾波頻段在幾百M(fèi)左右。
芯片封裝內(nèi)部電容及封裝基板平板電容,負(fù)責(zé)更高頻段的電源噪聲;
Die內(nèi)電容,這個(gè)厲害,做得好的芯片的Core電源,Die內(nèi)電容基本上保證了100M以上(有的甚至22M以上)所有的噪聲濾除。
電源濾波也是分了這么多級(jí),大家各司其職又互相配合。電源軌道看起來(lái)就像一個(gè)鐵軌,PI工程師工作的時(shí)候,遵守一個(gè)格言:鐵路工人,各管一段。
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